应用分享丨平插式能谱仪助力刑侦证物分析

研究背景

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当弹基武器发射时，气体和固体残留物都从枪管中排出。这些部分包含着完全燃烧和未燃烧的底漆、推进剂。当这些残留物迅速冷却和同步飞行时，它们形成了无机的球形颗粒状，被称为金属枪弹残留物。十年来，对残留物的分析在有关枪击案件的法医调查中起着不可或缺的作用。在这次实验中，我们利用了肯特大学的LGG的多功能性，使用BRUKER FlatQUAD平插式能谱仪，获得了一些关于金属枪弹残留物的形成和撞击的确切数据。

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测试过程

作者为了更深入地了解这些金属粒子在空气中移动时的形成，并检验粒子的冲击熔化程度，使用了Bruker平插式能谱仪对处理后的样品进行SEM分析。得益于平插式能谱仪的独特构型，从样品正上方接受信号，完全消除阴影效应。即使是着弹区的坑洼也可以无死角元素分析。如图1所示，样品的低倍放大地形图，显示了每个样品上粒子的丰度和分散度。

图1 每个硅衬底的二次电子图，显示了不同气压环境下粒子发射后的粒子分布和形貌

两种不同速度的受影响粒子的元素和形态学比较如下图2所示，在2000ms-1发射时使用的e底物显示出大量的裂缝和表面层，而500ms-1的目标底物几乎没有任何残留。虽然这两个粒子在某种程度上都是熔融的，但只有在2000ms- 1发射的粒子对硅基底表现出可见的结构损伤。

图2 FEG SEM图像（顶部面板）和覆盖的EDX图像（底部面板）显示以不同速度形成的熔融冲击Pb残留物

参考文献：

V. Spathisa and M. C. Price.Proceedings of the 2019 Hypervelocity Impact Symposium,April 14-19, 2019, Destin, FL, USA,HVIS2019-030.Experiments using a light gas gun to investigate the impact melting of gunshot residue analogues.

测试结论

布鲁克平插式能谱仪FlatQUAD空间固体角可达到>1.1sr，相同的分析条件下，平插式能谱仪的信号量可达常规能谱的几十倍。即使在低电压分析时，平插式能谱仪依然可获得非常高的输入计数率，可在几分钟内得到高质量的EDS分析结果。

平插式能谱可以消除表面不平整样品的阴影效应。